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影响锂离子电池寿数的七要素

2021-10-11

  影响锂离子电池寿数的七要素

  1.资料种类:资料的挑选是影响锂离子电池功能的榜首要素。挑选了循环功能较差的资料,工艺再合理、制成再完善,电芯的循环也必定无法确保;挑选了较好的资料,即使后续制成有些许问题,循环功能也可能不会差的过于离谱(一次钴酸锂克发挥仅为135.5mAh/g左右且析锂的电芯,1C尽管百余次跳水可是0.5C、500次90%以上;一次电芯拆开后负极有黑色石墨颗粒的电芯,循环功能正常)。从资料角度来看,一个全电池的循环功能,是由正极与电解液匹配后的循环功能、负极与电解液匹配后的循环功能这两者中,较差的一者来决定的。资料的循环功能较差,一方面可能是在循环过程中晶体结构变化过快然后无法继续完结嵌锂脱锂,一方面可能是因为活性物质与对应电解液无法生成致密均匀的SEI膜构成活性物质与电解液过早产生副反应而使电解液过快耗费然后影响循环。在电芯设计时,若一极确认选用循环功能较差的资料,则另一极无需挑选循环功能较好的资料,糟蹋。

  2.正负极压实:正负极压实过高,尽管能够进步电芯的能量密度,可是也会必定程度上下降资料的循环功能。从理论来分析,压实越大,相当于对资料的结构损坏越大,而资料的结构是确保锂离子电池能够循环使用的根底;此外,正负极压实较高的电芯难以确保较高的保液量,而保液量是电芯完结正常循环或更多次的循环的根底。

  3.水分:过多的水分会与正负极活性物质产生副反应、损坏其结构然后影响循环,一起水分过多也不利于SEI膜的构成。但在痕量的水分难以除去的一起,痕量的水也能够必定程度上确保电芯的功能。惋惜文武对这个方面的切身相关相关经验几乎为零,说不出太多的东西。大家有兴趣能够搜一搜论坛里边有关这个话题的资料,仍是不少的。

  4.涂布膜密度:单一变量的考虑膜密度对循环的影响几乎是一个不可能的使命。膜密度不一致要么带来容量的差异、要么是电芯卷绕或叠片层数的差异。对同型号同容量同资料的电芯而言,下降膜密度相当于新增一层或多层卷绕或叠片层数,对应新增的隔阂能够吸收更多的电解液以确保循环。考虑到更薄的膜密度能够新增电芯的倍率功能、极片及裸电芯的烘烤除水也会容易些,当然太薄的膜密度涂布时的误差可能更难控制,活性物质中的大颗粒也可能会对涂布、滚压构成负面影响,更多的层数意味着更多的箔材和隔阂,然后意味着更高的本钱和更低的能量密度。所以,评价时也要均衡考量。

  5.负极过量:负极过量的原因除了要考虑初次不可逆容量的影响和涂布膜密度偏差之外,对循环功能的影响也是一个考量。有关钴酸锂加石墨系统而言,负极石墨成为循环过程中的"短板"一方较为常见。若负极过量缺乏够,电芯可能在循环前并不析锂,可是循环几百次后正极结构变化甚微可是负极结构被损坏严峻而无法彻底接纳正极供给的锂离子然后析锂,构成容量过早下降。

  6.电解液量:电解液量缺乏对循环出现影响重要有三个原因,一是注液量缺乏,二是尽管注液量满足可是老化时间不够或者正负极因为压实过高等原因构成的浸液不充分,三是跟着循环电芯内部电解液被耗费完毕。注液量缺乏和保液量缺乏文武之前写过《电解液缺失对电芯功能的影响》因而不再赘述。对第三点,正负极特别是负极与电解液的匹配性的微观体现为致密且安稳的SEI的构成,而右眼可见的体现,既为循环过程中电解液的耗费速度。不完整的SEI膜一方面无法有效阻挠负极与电解液产生副反应然后耗费电解液,一方面在SEI膜有缺陷的部位会跟着循环的进行而重新生成SEI膜然后耗费可逆锂源和电解液。不论是对循环成百乃至上千次的电芯仍是有关几十次既跳水的电芯,若循环前电解液满足而循环后电解液已经耗费完毕,则新增电解液保有量很可能就能够必定程度上进步其循环功能。

  7.测验的客观条件:测验过程中的充放电倍率、截止电压、充电截止电流、测验中的过充过放、测验房温度、测验过程中的忽然中断、测验点与电芯的触摸内阻等外界要素,都会或多或少影响循环功能测验结果。别的,不同的资料对上述客观要素的灵敏程度各不相同,统一测验规范而且了解共性及重要资料的特性应该就满足日常作业使用了。

锂离子电池

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